ACPI (англ. Advanced Configuration and Power Interface — усовершенствованныйинтерфейс управления конфигурацией и питанием) —открытый промышленный стандарт, впервые выпущенный в декабре1996 года и разработанный совместно компаниямиHP,Intel,Microsoft,Phoenix иToshiba, который определяет общий интерфейс для обнаружения аппаратного обеспечения, управления питанием и конфигурацииматеринской платы иустройств.

Спецификация 2.0 была представлена в сентябре2000 года. Она распространяется на более широкий спектр компьютеров, включая корпоративные серверы, настольные системы и ноутбуки. Кроме того, в ACPI 2.0 добавлена поддержка64-разрядныхмикропроцессоров для серверов, поддержка различных типов памяти, устройствPCI иPCI-X.

Версия спецификации 3.0b была выпущена10 октября2006 года.

На настоящий момент последней версией спецификации ACPI является версия 6.2a, выпущенная организацией UEFI Forum в сентябре 2017 года.^[1]

Задача ACPI — обеспечить взаимодействие междуоперационной системой,аппаратным обеспечением иBIOS материнской платы.

ACPI пришел на смену технологииAPM (англ. Advanced Power Management).

Наиболее известной частью стандарта ACPI является управление питанием, имеющее два значительных усовершенствования по сравнению с предшествующими стандартами. Во-первых, концепция ACPI передаёт управление питаниемоперационной системе (ОЅ). Такая модель выгодно отличается от существовавшей до этого моделиAPM, в которой за управление питанием ответствененBIOS материнской платы, а возможности ОС в этом отношении сильно ограничены. В модели ACPIBIOS предоставляет операционной системе методы для прямого детализированного управления аппаратным обеспечением. Таким образом, ОС получает практически полный контроль над энергопотреблением.

Другая важная часть спецификации ACPI — это предоставление насерверах и настольных компьютерах таких возможностей по управлению питанием, которые до того были доступны только напортативных компьютерах. Например, система может быть переведена в состояние чрезвычайно низкого энергопотребления, в котором питание подается лишь наоперативную память (а возможно, и она находится без питания), но при этомпрерывания некоторых устройств (часы реального времени, клавиатура, модем и т. д.) могут достаточно быстро перевести систему из такого состояния в нормальный рабочий режим (то есть «пробудить» систему).

Помимо требований к программномуинтерфейсу, ACPI также требует специальной поддержки от аппаратного обеспечения. Таким образом, поддержку ACPI должны иметь ОС,чипсет материнской платы и дажецентральный процессор.

В наши дни различные версии ACPI поддерживаются многими ОС — в том числе всеми версиямиMicrosoft Windows, начиная сWindows 98, системамиGNU/Linux,FreeBSD,OpenBSD,NetBSD иeComStation.

Интерфейс ACPI организуется путём размещения в определённой области оперативной памяти нескольких таблиц, содержащих описание аппаратных ресурсов и программных методов управления ими. Каждый тип таблицы имеет определённый формат, описанный в спецификации. Кроме того, таблицы, содержащие методы управления устройствами и обработчики событий ACPI, содержат код на языке AML (ACPI Machine Language) — машинно-независимый набор инструкций, представленный в компактной форме.Операционная система, поддерживающая ACPI, содержит интерпретатор AML, который транслирует инструкции AML в инструкции центрального процессора, выполняя таким образом методы или обработчики событий.

Некоторые из этих таблиц полностью или частично хранят статические данные в том смысле, что от запуска к запуску системы они не изменяются. Статические данные, как правило, создаются производителем материнской платы илиBIOS и описываются на специальном языке ASL (ACPI Source Language), а затем компилируются в представление на AML.

Другие таблицы хранят динамические данные, которые зависят, например, от установокBIOS и комплектации материнской платы. Такие таблицы формируютсяBIOS на этапе загрузки системы до передачи управленияОС.

РольОС в этой модели заключается в том, что она переводит различные компоненты аппаратного обеспечения из одного состояния (например, нормальный режим работы) в другое (например, режим пониженного энергопотребления). Переход из одного состояния в другое происходит, как правило, по событию. Например, падение температуры на ядре процессора является событием, по которомуОС может вызвать метод уменьшения скорости вращения вентилятора. Другой пример: пользователь дал явное указание перехода системы в спящее состояние с сохранением оперативной памяти на диск, а через некоторое время администратор сети произвёл включение системы c помощью функцииWake-on-LAN.

Выделяют следующие основные состояния «системы в целом».

• G0 (S0) (Working) — нормальная работа.
• G1 (Suspend, Sleeping, Sleeping Legacy) — машина выключена, однако текущий системный контекст (system context) сохранён, работа может быть продолжена без перезагрузки. Для каждого устройства определяется «степень потери информации» в процессе засыпания, а также где информация должна быть сохранена и откуда будет прочитана при пробуждении, и время на пробуждение из одного состояния до другого (например, от сна до рабочего состояния). Выделяют 4 состояния сна:
  • S1 («Power on Suspend» (POS) в BIOS) — состояние, при котором все процессорные кэши сброшены и процессоры прекратили выполнение инструкций. Однако питание процессоров и оперативной памяти поддерживается; устройства, которые не обозначили, что они должны оставаться включенными, могут быть отключены;
  • S2 — более глубокое состояние сна, чем S1, когда центральный процессор отключен, обычно, однако, не используемое;
  • S3 («Suspend to RAM» (STR) в BIOS, «Ждущий режим» («Standby») в версияхWindows вплоть доWindows XP и в некоторых вариацияхLinux, «Спящий режим» («Sleep») вWindows Vista иMac OS X, хотя в спецификациях ACPI упоминается только как S3 и Sleep) — в этом состоянии на оперативную память (ОЗУ) продолжает подаваться питание, и она остаётся практически единственным компонентом, потребляющим энергию. Так как состояние операционной системы и всех приложений, открытых документов и т. д. хранится в оперативной памяти, пользователь может возобновить работу точно на том месте, где он её оставил — состояние оперативной памяти при возвращении из S3 то же, что и до входа в этот режим (в спецификации указано, что S3 довольно похож на S2, только чуть больше компонентов отключаются в S3). S3 имеет два преимущества перед S4: компьютер быстрее возвращается в рабочее состояние, и, второе, если запущенная программа (открытые документы и т. д.) содержит конфиденциальную информацию, то эта информация не будет принудительно записана на диск. Однако дисковые кэши могут быть сброшены на диск для предотвращения нарушения целостности данных в случае, если система не просыпается, например, из-за сбоя питания;
  • S4 («Гибернация» (Hibernation) вWindows, «Safe Sleep» вMac OS X, также известен как «Suspend to disk», хотя спецификация ACPI упоминает только термин S4) — в этом состоянии всё содержимое оперативной памяти сохраняется в энергонезависимой памяти, такой, как жёсткий диск: состояние операционной системы, всех приложений, открытых документов и т. д. Это означает, что после возвращения из S4 пользователь может возобновить работу с места, где она была прекращена, аналогично режиму S3. Различие между S4 и S3, кроме дополнительного времени на перемещение содержимого оперативной памяти на диск и назад, — в том, что перебои с питанием компьютера в S3 приведут к потере всех данных в оперативной памяти, включая все несохранённые документы, в то время как компьютер в S4 этому не подвержен. S4 весьма отличается от других состояний S и сильнее S1-S3 напоминает G2Soft Off и G3Mechanical Off. Система, находящаяся в S4, может быть также переведена в G3Mechanical Off (Механическое выключение) и все ещё оставаться в S4, сохраняя информацию о состоянии так, что можно восстановить операционное состояние после подачи питания.
• G2 (S5) (soft-off) —мягкое (программное) выключение; система полностью остановлена, но под напряжением, готова включиться в любой момент. Системный контекст утерян.
• G3 (mechanical off) —механическое выключение системы; блок питания ATX отключен.

Дополнительно — технология OnNow от Microsoft (Расширения S1-S4 состояния G1).Также Windows, начиная с Vista, поддерживает «Гибридный спящий режим», сочетающий в себе преимущества S1/S3 (быстрота пробуждения) и S4 (защищённость от сбоев электропитания).Также он реализован вGNU/Linux (pm-suspend-hybrid), аналогичная реализация вMac OS X имеет название Safe Sleep.

Выделяют четыре состояния функционирования процессора (от C0 до C3).

• C0 — оперативный (рабочий) режим.
• C1 (известно какHalt) — состояние, в котором процессор не исполняет инструкции, но может незамедлительно вернуться в рабочее состояние. Некоторые процессоры, например,Pentium 4, также поддерживают состояние Enhanced C1 (C1E) для более низкого энергопотребления.
• C2 (известно какStop-Clock) — состояние, в котором процессор обнаруживается приложениями, но для перехода в рабочий режим требуется время.
• C3 (известно какSleep) — состояние, в котором процессор отключает собственный кэш, но готов к переходу в другие состояния.

Выделяют четыре состояния функционирования других устройств (монитор, модем, шины, сетевые карты, видеокарта, диски, флоппи и т. д.) — от D0 до D3.

• D0 — полностью оперативное состояние, устройство включено.
• D1 иD2 — промежуточные состояния, активность определяется устройством.
• D3 — устройство выключено.

Пока процессор или устройство функционирует (C0 и D0, соответственно), он может находиться в одном или несколькихсостояниях производительности. Эти состояния зависят от конкретной реализации. Так, P0 — всегда наивысший уровень производительности; с P1 до Pn последовательное снижение уровня производительности, до предела реализации, гдеn не превышает 16.

P-состояния также известны какSpeedStep в процессорахIntel, какPowerNow! илиCool'n'Quiet в процессорахAMD, и какLongHaul в процессорахVIA.

• P0 максимальная производительность и частота
• P1 меньше, чемP0, напряжение/частота урезаны
• P2 меньше, чемP1, напряжение/частота урезаны
• …
• Pn меньше, чемP(n-1), напряжение/частота урезаны

• Расширенное управление питанием
• Ждущий режим
• Гибернация
• Wake-on-LAN
• BIOS
• Extensible Firmware Interface

• Домашняя страница ACPIАрхивная копия от 22 июня 2011 наWayback Machine

В статьене хватаетссылок на источники (см.рекомендации по поиску). Информация должна бытьпроверяема, иначе она может быть удалена. Вы можетеотредактировать статью, добавив ссылки наавторитетные источники в видесносок.(20 сентября 2018)

• Технологии процессоров
• Энергосберегающие технологии компонентов ПК

• Википедия:Cite web (не указан язык)
• Википедия:Статьи без ссылок на источники с сентября 2018 года
• Википедия:Статьи без источников (не распределённые по типам)